Introducción a la Fermentación y su Uso Histórico
El hombre ha sabido aprovechar el proceso de fermentación para la conservación de alimentos, siendo uno de los métodos más antiguos y efectivos. En la industria láctea, la fermentación ha sido fundamental para la creación de productos como el yogur y el queso. Para la elaboración de yogur, se emplean bacterias lácticas, específicamente Lactobacillus bulgaricus y Streptococcus thermophilus. Los fermentos lácticos, al igual que el cuajo, son esenciales en la producción de queso, ya que permiten la coagulación de la leche para separar la parte sólida de la líquida.
Históricamente, la fermentación se ha utilizado para la conservación de alimentos y su descubrimiento en productos lácteos data del siglo XIX. La coagulación de la leche, eliminando la materia líquida (el «suero»), aumenta su vida útil, y un queso se conserva mejor cuanto menos agua contenga.
El Papel de los Fermentos Lácticos y el Cuajo
Los fermentos lácticos digieren la lactosa para producir ácido láctico, lo que resulta en un menor contenido de lactosa en los quesos en comparación con la leche. Los quesos curados, como el Comté, presentan aún menos lactosa, ya que los fermentos lácticos han consumido una mayor cantidad durante el proceso de cuajada sólida.
El cuajo, o coagulante, es una sustancia utilizada para cuajar la leche. Existen diferentes tipos de cuajo:
- Cuajo líquido: Apto para múltiples procesos.
- Cuajo en polvo: Un producto de alta calidad, especialmente adecuado para la producción de quesos finos y de denominación de origen. El cuajo en polvo Clerici es una referencia en consistencia, resistencia y rendimiento desde hace más de 100 años.
- Cuajo en pasta: Además de su acción coagulante por la quimosina y las pepsinas, realiza una actividad lipolítica gracias a las lipasas. El cuajo en pasta Clerici se inspira en la tradición.
- Coagulante microbiano: Disponible en diferentes concentraciones.
- Coagulante vegetal: Sustancia extraída de organismos vegetales como la higuera o el cardo silvestre.
- Coagulante genético (Albamax): Pura quimosina Clerici, producida por la fermentación de Aspergillus niger var.
La elección del tipo de cuajo se basa en la tradición o en la combinación con el tipo de leche utilizada. La técnica de extracción del cuajo depende de su tipo.
Evolución de la Alimentación Infantil: De la Lactancia Artificial a los Preparados Modernos
A principios del siglo XIX, profundos cambios sociales, la revolución industrial y la incorporación de la mujer al ámbito laboral, junto con la imposibilidad de algunas madres de lactar, impulsaron el desarrollo de la lactancia artificial. Inicialmente, se recurrió a leches de diferentes especies animales, pero su calidad higiénica, valor nutritivo y preparación doméstica generaron serios problemas sanitarios. La búsqueda de métodos de higienización y modificación de la leche fue crucial.
A partir de 1880, se implementó la refrigeración de la leche, y a finales de siglo, pediatras como Coit promovieron mejoras higiénicas y la introducción de las "leches certificadas". El conocimiento científico sobre la composición de las leches de diferentes especies, a partir de mediados del siglo XIX, permitió abordar la sustitución de la leche humana con bases científicas, principalmente utilizando leche de vaca.
El desarrollo de la fisiología, la higiene, el análisis químico y la pediatría centró el interés médico en resolver los problemas de la lactancia materna ausente. Bidert realizó los primeros ensayos de "alimentación artificial". Como resultado, surgieron numerosos preparados con diversas estrategias y formulaciones para sustituir la leche materna o para la alimentación en estados patológicos. Uno de los desafíos principales fue obtener fórmulas equilibradas nutricionalmente y seguras bacteriológicamente, similares a la leche materna ("humanised milk"), cubriendo los requerimientos de los lactantes.
Las metodologías para lograrlo incluyeron:
- Control de peso y utilización de tablas de crecimiento (Budin y Variot).
- Aporte adecuado de energía (Rubner y Heubner).
- Elaboración de mezclas a partir de grasa láctea, leche, azúcar y agua (percentage feeding), calculadas individualmente (Rotch). Un ajuste común es la relación 2-6-2 (2% grasa, 6% hidratos de carbono, 2% proteína).
Las principales estrategias utilizadas a partir de leche de vaca para la alimentación artificial fueron: dilución, modificación y adición de otros componentes.
Primeros Preparados para la Alimentación Infantil
Ante la dificultad de alimentar a su hijo, Frankland elaboró en 1854 la primera fórmula, denominada "artificial human milk", que luego se comercializaría como Frankland's milk. Poco después, Liebig preparó una fórmula a base de harina de trigo, malta, bicarbonato potásico, agua y leche descremada. A Liebig se le atribuye la introducción de las dextrinas en estos productos.
Casi al mismo tiempo, Nestlé creó la farine lactée (1868), combinando leche, azúcar y harina de trigo tratada con malta. Biedert propuso un producto (Biedert Rahmgemenge) diluyendo crema de leche y añadiendo azúcar para igualar el porcentaje de proteína de la leche materna.
Leches en Polvo, Condensadas y Evaporadas
La invención de un procedimiento para elaborar leche en polvo se remonta a Dirchoff (1832), y en 1848 ya se comercializaba en Inglaterra. A finales de siglo, la tecnología se perfeccionó con métodos como el Just-Hatmaker (cilindros rotativos) y, en 1912, apareció el primer equipo de atomización (aire caliente). La leche en polvo se generalizó rápidamente en la alimentación infantil por su estabilidad, composición constante y facilidad de preparación, aunque la oxidación de la grasa era un problema.
La búsqueda de procedimientos para mejorar la conservación de la leche fresca llevó a Appert (1820) a preparar leche concentrada por evaporación. Borden (1852) patentó un dispositivo para elaborar leche condensada a presión reducida y baja temperatura, que se comercializó con adición de azúcar. A pesar de su auge, algunos autores alertaban del riesgo de su uso continuado.
Page introdujo el procedimiento en Europa fundando la Anglo Swiss Condensed Milk Company. También se elaboraron leches condensadas "humanizadas" y "peptonizadas". El producto se preparaba por simple dilución (1:9) y presentaba ventajas como coste y estabilidad, pero la variabilidad de su composición y los debates sobre su idoneidad generaron controversia.
La leche evaporada o condensada sin azúcar es un producto similar resultante de la eliminación de aproximadamente un 60% de agua. Meyenberg patentó el procedimiento en 1885, creando la empresa Helvetia Milk Condensing Company (posteriormente Carnation Evaporated Milk).
Homogeneización y Leches Ácidas
En 1899, Gaulin patentó un dispositivo para obtener leche homogeneizada, mejorando su estabilidad y digestibilidad. Este procedimiento se popularizó a partir de 1930, aplicándose a leches líquidas y en polvo. Un producto destacado fue el "lactógeno", leche homogeneizada y desecada con adición de lactosa y vitaminas.
Uno de los problemas de la leche de vaca es su elevado contenido en caseína. Rotch observó que la acidez necesaria en el estómago era superior en la leche de vaca, lo que llevó a dos estrategias: acidificar previamente la leche (leches acidófilas y acidificadas) o predigerir su fracción proteínica (leches peptonizadas o predigeridas).
Marriott constató que las leches acidófilas (obtenidas por acción de fermentos lácticos) poseían una mejor digestibilidad. Aparecieron preparados como Fermilac (1909), obtenido con Bacillus bulgaricus. También se propuso la adición de ácido (láctico o cítrico) a la leche, produciendo la coagulación de la caseína en finos copos y mejorando la secreción de jugos gástricos.
Otro producto obtenido por fermentación es el "babeurre" (leche de manteca o butter-milk). Utilizado popularmente, su suero separado ya fue empleado en el tratamiento de diarreas infantiles. Se utilizaba como tal o con adición de azúcar, harina, etc. Estaba indicado como alimento para lactancia artificial y mixta, para prematuros o como alimento-medicamento, aunque se observó la aparición de avitaminosis en tratamientos prolongados por su bajo contenido graso.
La leche albuminosa, propuesta por Finkelstein en 1910, buscaba mejorar la digestión y disminuir las fermentaciones intestinales. Su elaboración era compleja, implicando un tratamiento de la leche con pepsina para obtener y separar la cuajada de paracaseinato.
Probióticos y Bacterias Ácido Lácticas: Beneficios para la Salud y la Industria Láctea
Los probióticos son bacterias viables no patógenas que colonizan el intestino, modifican la microflora intestinal y aportan beneficios para la salud, especialmente desde el período neonatal. Disminuyen los episodios de infecciones respiratorias, gastrointestinales y urinarias. La evidencia científica sugiere que el efecto beneficioso es específico de la cepa y la especie.
Estudios comparando cepas de lactobacilos y bifidobacterias en lactantes mostraron que los que recibían fórmulas con Lactobacillus reuteri presentaban significativamente menos días de fiebre, menos visitas al pediatra, menos ausencias a la guardería y menor prescripción de antibióticos.
Una condición para que una bacteria sea probiótica es que resista el ácido gástrico y las sales biliares, sobreviviendo hasta el colon. Lactobacillus rhamnosus (ATCC 53103) o LGG es uno de los probióticos mejor estudiados, demostrando supervivencia a jugos gástricos y sales biliares, capacidad de adhesión a células epiteliales intestinales y aumento de lactobacilos en la microbiota intestinal.
La administración de leche fermentada con LGG, Bifidobacterium sp. B420, Lactobacillus acidophilus 145 y Streptococcus thermophilus reduce el reservorio nasal de bacterias patógenas y demuestra una conexión del tejido linfoide entre el intestino y el tracto respiratorio superior.
Utilización de Bacterias Ácido Lácticas en la Industria Láctea
Las bacterias ácido lácticas (BAL) en la industria láctea permiten obtener un amplio número de productos fermentados como yogur, leches fermentadas, queso fresco, queso madurado y mantequilla acidificada. El yogur es el producto más aceptado, conteniendo BAL vivas suspendidas en leche acidificada.
Las BAL se caracterizan por su inocuidad, tolerancia al medio ácido, capacidad para fermentar lactosa y otros carbohidratos (produciendo ácido láctico), su capacidad aromatizante y su efecto bioconservante. La predigestión de lactosa, proteínas y lípidos por las BAL facilita la absorción de nutrientes.
Los avances tecnológicos permiten ofrecer una gran variedad de yogures y leches fermentadas con calidad controlada, optimizando las características metabólicas de las BAL para mejorar la calidad, seguridad y beneficios para la salud.
Clasificación de Productos Lácteos Fermentados
La Federación Internacional de Lechería (FIL-IDF) clasifica los productos lácteos fermentados según el tipo de fermentación:
- Por microorganismos termófilos (30-45 ºC):
- Fermento único: Leche acidófila (con L. acidophilus).
- Fermentos mixtos: Yogur (con Lactobacillus bulgaricus y S. thermophilus).
- Por microorganismos mesófilos (por debajo de 30 ºC):
- Fermentación láctica: Leche acidificada (con Lactococcus lactis y spp., Leuconostoe mesenterrides y spp.).
- Fermentación láctica o alcohólica: Kéfir (con Streptococcus casei, S. lactis, S. cremoris, S. diacetylactis, L. delbrueckii spp. Bulgaricus y Kluyveromyces marxianus).
Las principales especies de BAL usadas son:
- L. delbrueckii spp. bulgaricus y S. thermophilus: Responsables del yogur.
- Lactococcus lactis spp. lactis y L. lactis spp. cremoris: Participan en la producción de quesos madurados.
- L. lactis spp. cremoris y L. lactis spp. diacetylactis: Participan en la producción de mantequilla acidificada.
Recientemente, se han introducido especies como Bifidobacterium spp. y Lactobacillus rhamnosus GG por sus efectos beneficiosos para la salud, denominados probióticos.
Definición y Clasificación del Yogur
El yogur es leche fermentada, acidificada y coagulada por BAL termófilas, con un contenido mínimo de 107 bacterias por gramo o mililitro. Es el producto lácteo fermentado más consumido.
Según la normativa, existen dos denominaciones:
- Yogur con microorganismos viables: Contiene los microorganismos de la fermentación (L. delbrueckii spp. bulgaricus y S. thermophilus) viables en el producto final. Debe tener una presencia mínima de 107 colonias/g o ml y un pH ≤ 4,6.
- Yogur pasteurizado: Pasteurizado después de la fermentación, lo que alarga su vida comercial pero elimina la viabilidad de las BAL específicas.
La diferencia entre ambos radica en los beneficios para la salud derivados de las bacterias lácticas vivas.
Tipos de Yogur según Contenido Graso, Aroma y Textura
- Contenido graso: Yogur entero (más de 2% grasa), semidesnatado (0,5%-2% grasa) y desnatado (menos de 0,5% grasa).
- Aroma: Yogur natural (sabor neutro), aromatizado (con aromas y colorantes) y de fruta (con fruta y edulcorantes).
- Textura:
- Estático o firme: Semisólido, fermentado en el envase.
- Batido: Más líquido, roto antes del envasado.
- Líquido: Baja viscosidad.
Microbiología y Tecnología de Elaboración del Yogur
La elaboración del yogur implica la inoculación de leche con dos cultivos iniciadores: L. delbrueckii spp. bulgaricus y S. thermophilus. Inicialmente, S. thermophilus predomina, produciendo ácido L(+) láctico. A medida que la acidificación progresa, L. delbrueckii spp. bulgaricus, capaz de crecer a un pH inferior, es favorecido.
La producción de ácido láctico a partir de lactosa provoca la coagulación de las caseínas de la leche, formando una estructura tridimensional que atrapa el suero. La textura del coágulo depende de la proporción caseína/proteína del lactosuero. Ambos microorganismos contribuyen a la formación de compuestos volátiles del aroma, como acetaldehído, acetoína y diacetilo.
Los cultivos iniciadores de BAL pueden tener fenotipos proteolítico y lipolítico, predigiriendo proteínas y lípidos lácteos en moléculas más simples y asimilables.
La tecnología de elaboración del yogur parte de leche entera, semidesnatada o desnatada, que se somete a depuración, normalización, pasteurización (80-95 ºC) y homogeneización. Posteriormente, la leche se atempera a 45 ºC y se inocula con un 2-3% de cultivo mixto de BAL (relación aproximada 1:1 entre estreptococo y lactobacilo).
Para el yogur estático o firme, la leche inoculada se reparte en los envases finales, se cierran y se incuban a 40-45 ºC durante 3-6 horas.
Fermentos Lácticos y Microbiota Intestinal
El cuerpo humano alberga miles de millones de bacterias beneficiosas, conformando la microbiota. Los fermentos lácticos son parte esencial de esta microbiota intestinal. Los estudios sobre fermentos lácticos no han revelado peligros asociados a su consumo.
FERMENTOS LÁCTICOS JUNIOR es un complemento alimenticio a base de fermentos lácticos vivos (Lactobacillus reuteri LR92) que promueve el equilibrio de la flora bacteriana intestinal. Se recomienda tomar 1 ml al día, directamente o mezclado con agua, bebidas frías o leche a temperatura de consumo (máx. 37 °).
Los términos microbioma y microbiota, aunque a menudo se usan indistintamente, tienen significados distintos. La microbiota intestinal se compone, en particular, de fermentos lácticos.